DE19508397C2 - Optoelectronic device for recognizing marks - Google Patents
Optoelectronic device for recognizing marksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent P 44 24 008.The invention relates to a device according to the main patent P 44 24 008.
Dort sind an einem Zielobjekt Referenz-Marken angeordnet, in deren Konstrast mustern die Positionen der Referenz-Marken kodiert sind. Wird ein Objekt, auf dem die optoelektronische Vorrichtung installiert ist, an dem Zielobjekt vorbei bewegt, trifft der Sendelichtstrahl der Vorrichtung auf die Referenz-Marken. In der Auswerteeinheit wird die in den Empfangssignalen enthaltene Ortsinforma tion über die Referenz-Marken dekodiert und zur Positionierung des Objekts relativ zum Zielobjekt verwendet.Reference marks are arranged there on a target object, in their contrast pattern the positions of the reference marks are coded. Will an object on where the optoelectronic device is installed, past the target object moved, the transmitted light beam of the device hits the reference marks. In the evaluation unit receives the location information contained in the received signals tion decoded via the reference marks and for positioning the object used relative to the target object.
Auf diese Weise können mit der optoelektronischen Vorrichtung nicht nur Ob jekte identifiziert, sondern auch relativ zu Zielobjekten ausgerichtet werden. Durch eine geeignete Ausbildung der Referenz-Marken kann diese Positionie rung sehr genau erfolgen. Zudem kann in den Referenz-Marken deren Absolutort kodiert sein. Dadurch kann ein fortlaufendes Ausrichten des Objekts bezüglich eines vorgegebenen Fixpunktes vermieden werden.In this way, with the optoelectronic device not only Ob objects are identified, but also aligned relative to target objects. This position can be achieved through a suitable training of the reference marks tion very precisely. In addition, their absolute location can be found in the reference brands be encoded. This allows the object to be aligned continuously a predetermined fixed point can be avoided.
Die Referenz-Marken können ohne großen Aufwand an den Zielobjekten ange bracht werden. Bei Bedarf können die Referenz-Marken einfach ausgetauscht oder versetzt werden. Dies gewährleistet eine hohe Flexibilität und einfache Handhabbarkeit beim Installieren der Vorrichtung. Zudem sind die Referenz-Marken kostengünstig herstellbar.The reference marks can be attached to the target objects with little effort be brought. If necessary, the reference marks can easily be exchanged or be moved. This ensures high flexibility and ease Manageability when installing the device. They are also Reference brands can be produced inexpensively.
Mittels der Vorrichtung erfolgt eine Positionierung in einer vorgegebenen Raum richtung.The device is used for positioning in a predetermined space direction.
Der Erfindung liegt in Weiterbildung des Gegenstands des Hauptpatentes die Auf gabe zugrunde, eine Positionierung der Vorrichtung relativ zu einem Zielobjekt in zwei Raumrichtungen zu gewährleisten. The invention lies in further development of the subject of the main patent based on a positioning of the device relative to a target object to ensure in two spatial directions.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Ansprüchen 2-7 beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin tion are described in claims 2-7.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing. It demonstrate:
Fig. 1 ein Prinzipaufbau der optoelektronischen Vorrichtung, Fig. 1 shows a basic structure of the optoelectronic device,
Fig. 2 eine auf einem Regalbediengerät angeordnete optoelektronische Vorrichtung vor einem Regallager, Fig. 2 is a disposed on a stacker crane optoelectronic device in front of a rack warehouse,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Referenz-Marke, Fig. 3 shows an embodiment of a reference mark,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel zweier in einem Rahmen angeordneter Testmarken. Fig. 4 shows an embodiment of two test marks arranged in a frame.
In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Erkennen von mit definierten Kontrastmustern versehenen Marken dargestellt. Die Marken können beliebige Folgen und Formen von aneinander angrenzenden Hell-Dunkelflächen, vorzugsweise Schwarz-Weiß-Flächen, aufweisen. Insbeson dere können die Marken von Barcodes 2 gebildet sein. Die Barcodes 2 bestehen im wesentlichen aus einer Folge von schwarzen und weißen Strichelementen 2a, b definierter Länge und Breite.In Fig. 1 the basic structure of an optoelectronic device 1 is shown for recognizing provided with defined contrast patterns brands. The marks can have any sequence and shape of adjacent light-dark areas, preferably black and white areas. In particular, the brands of barcodes 2 can be formed. The bar codes 2 essentially consist of a sequence of black and white line elements 2 a, b of defined length and width.
Die optoelektronische Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Sende element 3, einem Empfangselement 4 sowie einer Auswerteeinheit 5. Das Sende element 3 besteht aus einem Sender 6, vorzugsweise einer Laserdiode, sowie aus einer dem Sender 6 vorgeschalteten Sendeoptik 7 zur Fokussierung des Sende lichtstrahls 8. Der fokussierte Sendelichtstrahl 8 wird über eine Ablenkeinheit 9, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem rotierenden Polygon spiegelrad gebildet ist, abgelenkt und über den zu detektierenden Barcode 2 geführt. Die Drehachse des Polygonspiegelrads ist senkrecht zur in Fig. 1 dargestellten Äquatorialebene des Polygonspiegelrads angeordnet.The optoelectronic device 1 essentially consists of a transmitting element 3 , a receiving element 4 and an evaluation unit 5 . The transmission element 3 consists of a transmitter 6 , preferably a laser diode, and a transmission optics 7 upstream of the transmitter 6 for focusing the transmission light beam 8 . The focused transmission light beam 8 is deflected via a deflection unit 9 , which in the present exemplary embodiment is formed by a rotating polygon mirror wheel, and is guided over the barcode 2 to be detected. The axis of rotation of the polygon mirror wheel is arranged perpendicular to the equatorial plane of the polygon mirror wheel shown in FIG. 1.
Der vom Barcode 2 reflektierte Empfangslichtstrahl 10 wird über das Polygon spiegelrad zum Empfangselement 4 geführt. Das Empfangselement 4 besteht aus einer Photodiode 11, in der der Empfangslichtstrahl 10 in ein elektrisches Empfangssignal gewandelt wird, und einem dieser nachgeschalteten Verstärker 12. Zur Verbesserung der Nachweisempfindlichkeit ist dem Empfangselement 4 eine Empfangsoptik 13 vorgeschaltet.The received light beam 10 reflected by the bar code 2 is guided via the polygon mirror wheel to the receiving element 4 . The receiving element 4 consists of a photodiode 11 , in which the received light beam 10 is converted into an electrical received signal, and one of these amplifiers 12 . To improve the detection sensitivity, the receiving element 4 is preceded by receiving optics 13 .
Das am Ausgang des Empfangselements 4 anstehende Empfangssignal wird der Auswerteeinheit 5 zugeführt. Die Auswerteeinheit 5 weist eine Schwellwertein heit auf, mittels derer die Empfangssignale der Hellflächen von den Empfangs signalen der Dunkelflächen der Marken getrennt werden.The received signal present at the output of the receiving element 4 is fed to the evaluation unit 5 . The evaluation unit 5 has a threshold unit by means of which the received signals of the light areas are separated from the received signals of the dark areas of the marks.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung der optoelektronischen Vorrichtung 1 an einem be weglichen Objekt, das als Regalbediengerät 14 ausgebildet ist. Das Regalbedien gerät 14 wird vorzugsweise auf nicht dargestellten Schienen an einer Regalwand 15 vorbeibewegt. Das Regalbediengerät 14 muß möglichst exakt vor einem be stimmten Regalfach 16 der Regalwand 15 positioniert werden, damit anschließend mit dem Regalbediengerät 14 selbsttätig Werkstücke aus dem Regalfach 16 entnommen bzw. in das Regalfach 16 eingelagert werden können. Hierzu weist das Regalbediengerät 14 nicht dargestellte Greifarme auf. Die Greifarme sind mit der Vorrichtung 1 starr verbunden und höhenverstellbar am Regalbediengerät 14 gelagert. Die geforderte Genauigkeit, mit der das Regalbediengerät 14 vor den einzelnen die Zielobjekte bildenden Regalfächern 16 positioniert werden muß, beträgt typischerweise ± 1 mm. Fig. 2 shows an arrangement of the optoelectronic device 1 on a moving object be, which is designed as a storage and retrieval unit 14 . The storage and retrieval device 14 is preferably moved past rails on a shelf wall 15, not shown. The storage and retrieval machine 14 must be positioned as precisely as possible in front of a certain shelf 16 be the shelf wall 15 so that workpieces can then be automatically removed from the shelf 16 or stored in the shelf 16 with the storage and retrieval device 14 . For this purpose, the storage and retrieval unit 14 has gripping arms, not shown. The gripping arms are rigidly connected to the device 1 and are mounted on the storage and retrieval unit 14 in a height-adjustable manner. The required accuracy with which the storage and retrieval unit 14 must be positioned in front of the individual shelves 16 forming the target objects is typically ± 1 mm.
Die Positionierung des Regalbediengerätes 14 erfolgt mittels der optoelektroni schen Vorrichtung 1. Deren Sendelichtstrahl 8 ist auf die Regalwand 15 gerich tet. Während der Vorbeifahrt des Regalbediengerätes 14 an der Regalwand 15 wird der Sendelichtstrahl 8 über Referenz-Marken 17a, b geführt, die an den ein zelnen Regalfächern 16 angebracht sind.The storage and retrieval unit 14 is positioned by means of the optoelectronic device 1 . The transmitted light beam 8 is tet on the shelf wall 15 . While the storage and retrieval unit 14 drives past the shelf wall 15 , the transmitted light beam 8 is guided over reference marks 17 a, b, which are attached to the individual shelf compartments 16 .
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei unterschiedliche Typen von Referenz-Marken 17a, b verwendet, nämlich Referenz-Marken zur Grob- 17a bzw. Feinpositionierung 17b des Regalbediengerätes 14 vor einem Regalfach 16.In the present exemplary embodiment, two different types of reference marks 17 a, b are used, namely reference marks for coarse 17 a or fine positioning 17 b of the storage and retrieval device 14 in front of a shelf compartment 16 .
Die Regalfächer 16 der Regalwand 15 sind identisch ausgebildet und in horizon taler und vertikaler Richtung aneinandergereiht. Ihre Frontseiten weisen recht eckige Querschnitte auf. Zur Unterscheidung der Regalfächer 16 sind diese in horizontaler und vertikaler Richtung jeweils mit einer fortlaufenden Nummer ge kennzeichnet.The shelves 16 of the shelf wall 15 are identical and lined up in a horizontal and vertical direction. Their front pages have rectangular cross sections. To distinguish the shelves 16 , these are marked in the horizontal and vertical directions with a consecutive number.
Die Referenz-Marken 17a zur Grobpositionierung sind als Referenz-Barcodes ausgebildet. In den Strichmustern der Referenz-Barcodes sind die Nummern der Regalfächer kodiert. Vorzugsweise wird eine vierstellige Dezimalzahl zur Kenn zeichnung der Regalfächer 16 verwendet, wobei die ersten beiden Ziffern die Numerierung der Regalfächer 16 in vertikaler und die letzten beiden Ziffern die Numerierung in horizontaler Richtung beinhalten.The reference marks 17 a for rough positioning are designed as reference bar codes. The numbers of the shelf compartments are encoded in the bar samples of the reference barcodes. A four-digit decimal number is preferably used to identify the shelves 16 , the first two digits containing the numbering of the shelves 16 in the vertical direction and the last two digits containing the numbering in the horizontal direction.
Die Referenz-Barcodes sind an einem seitlichen Rand sowie am unteren Rand eines jeden Regalfaches 16 angeordnet. Dabei sind die Strichmuster der Refe renz-Barcodes senkrecht zur Bewegungsrichtung des Sendelichtstrahls 8 ange ordnet. Im vorliegenden Fall erfolgt die Abtastung der Referenz-Marken 17a, b durch einen in vertikaler Richtung verlaufenden Sendelichtstrahl 8. Bei dieser Anordnung der optoelektronischen Vorrichtung 1 werden lediglich die an den unteren Rändern der Regalfächer 16 angeordneten Referenz-Marken 17a, b zur Positionierung verwendet. Dieser Fall soll im folgenden betrachtet werden. Alter nativ kann die Abtastebene des Sendelichtstrahls 8 um 90° gedreht sein, so daß der Sendelichtstrahl 8 in horizontaler Richtung geführt wird. In diesem Fall wer den die an den seitlichen Rändern der Regalfächer 16 angeordneten Referenz-Marken 17a, b zur Positionierung verwendet.The reference barcodes are arranged on a lateral edge and on the lower edge of each shelf compartment 16 . The line patterns of the reference barcodes are arranged perpendicular to the direction of movement of the transmitted light beam 8 . In the present case, the reference marks 17 a, b are scanned by a transmission light beam 8 running in the vertical direction. In this arrangement of the optoelectronic device 1 , only the reference marks 17 a, b arranged on the lower edges of the shelf compartments 16 are used for positioning. This case will be considered in the following. Alternatively, the scanning plane of the transmitted light beam 8 can be rotated by 90 °, so that the transmitted light beam 8 is guided in the horizontal direction. In this case, who uses the reference marks 17 a, b arranged on the lateral edges of the shelves 16 for positioning.
Die Kontrastmuster der Referenz-Marken 17b zur Feinpositionierung weisen in Längsrichtung eine eindeutige Ortsabhängigkeit auf. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 3 dargestellt. Die Referenz-Marke 17b ist in Längsrichtung in mehrere Seg mente unterteilt, wobei jedes der Segmente nur einmal im Kontrastmuster vor kommt. Die Segmente selbst bestehen aus einer Folge von schwarzen und weißen Strichelementen unterschiedlicher Breite. Der Sendelichtstrahl 8 ist durch die Ablenkeinheit 9 zur Längsachse der Referenz-Marke 17b geführt. Um dies zu gewährleisten wird die Vorrichtung 1 von Inbetriebnahme justiert.The contrast patterns of the reference marks 17 b for fine positioning have a clear location dependency in the longitudinal direction. An example of this is shown in FIG. 3. The reference mark 17 b is divided in the longitudinal direction into several segments, each of the segments occurring only once in the contrast pattern. The segments themselves consist of a sequence of black and white line elements of different widths. The transmitted light beam 8 is guided through the deflection unit 9 to the longitudinal axis of the reference mark 17 b. To ensure this, the device 1 is adjusted from start-up.
Die Breiten der Segmente nehmen zum Mittelpunkt der Referenz-Marke 17b ab. Die Anzahl und Breiten der Segmente sind symmetrisch zum Mittelpunkt der Referenz-Marke 17b. Die Breite des zentralen Segments ist an die geforderte Ortsauflösung angepaßt. Für eine geforderte Ortsauflösung von ± 1 mm beträgt die Breite des zentralen Segments 2 mm.The widths of the segments decrease towards the center of the reference mark 17 b. The number and width of the segments are symmetrical to the center of the reference mark 17 b. The width of the central segment is adapted to the required spatial resolution. For a required spatial resolution of ± 1 mm, the width of the central segment is 2 mm.
Die Referenz-Marken 17b zur Feinpositionierung sind jeweils zwischen zwei Re ferenz-Marken 17a zur Grobpositionierung angeordnet.The reference marks 17 b for fine positioning are each arranged between two reference marks 17 a for rough positioning.
Anhand des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird im folgenden die Positionierung des vom Regalbediengerät 14 gebildeten Objekts relativ zu den von den Regalfächern 16 gebildeten Zielobjekten beschrieben. Die Aufgabe bei der Positionierung besteht darin, das Regalbediengerät 14 mit hoher Genauigkeit zu einem Regalfach 16 mit vorgegebener Nummer zu positionieren. Dabei wird zunächst die Positionierung in Fahrtrichtung des Regalbediengeräts 14 erläutert.The positioning of the object formed by the storage and retrieval unit 14 relative to the target objects formed by the shelf compartments 16 is described below with reference to the exemplary embodiment shown in FIG. 2. The task in the positioning is to position the storage and retrieval machine 14 with high accuracy to a shelf 16 with a predetermined number. The positioning in the direction of travel of the storage and retrieval unit 14 is first explained.
Während einer ersten Phase wird das Regalbediengerät 14 mit relativ hoher Ge schwindigkeit an den Regalfächern 16 vorbeibewegt. Die optoelektronische Vor richtung 1 registriert fortlaufend die von den Referenz-Marken 17a, b stam menden Empfangssignale und übermittelt die Positionsdaten an eine nicht darge stellte zentrale Rechnereinheit im Regalbediengerät 14, vorzugsweise eine SPS-Steuerung.During a first phase, the storage and retrieval unit 14 is moved past the shelves 16 at a relatively high speed. The optoelectronic device 1 continuously registers the received signals originating from the reference marks 17 a, b and transmits the position data to a central computer unit (not shown) in the storage and retrieval unit 14 , preferably a PLC control.
Während dieser Phase werden allein die von den Referenz-Marken 17a zur Grobpositionierung stammenden Daten in der Rechnereinheit ausgewertet. An hand der registrierten Nummern der Regalfächer 16 kann erkannt werden, wie weit sich das Regalbediengerät 14 dem Zielobjekt genähert hat.During this phase, only the data originating from the reference marks 17 a for rough positioning are evaluated in the computer unit. On the basis of the registered numbers of the shelves 16 , it can be seen how far the storage and retrieval device 14 has approached the target object.
Sobald das letzte Regalfach 16 vor dem das Zielobjekt bildenden Regalfach 16 erreicht ist, wird die Geschwindigkeit des Regalbediengeräts 14 drastisch redu ziert.As soon as the last shelf 16 is reached before the shelf 16 forming the target object, the speed of the storage and retrieval device 14 is drastically reduced.
In der nun beginnenden zweiten Phase wird das Regalbediengerät 14 auf das Zielobjekt exakt ausgerichtet. Hierfür werden vorrangig die von den Referenz-Marken 17b zur Feinpositionierung stammenden Signale benötigt. Der anzusteu ernde Zielort ist dann erreicht, wenn die optoelektronische Vorrichtung 1 auf das Zentrum der Referenz-Marke 17b in dem Regalfach 16 mit der als Zielgröße vorgegebenen Regalfach-Nummer ausgerichtet ist.In the second phase, which now begins, the storage and retrieval unit 14 is aligned precisely with the target object. For this purpose, of the reference marks 17 are primarily b for fine positioning signals originating needed. The anzusteu ernde destination is reached when the optoelectronic device 1 of the center of the reference mark 17 b in the shelf 16 shelf number is aligned with the predetermined as a target value.
Da beidseits der Referenz-Marke 17b zur Feinpositionierung Referenz-Marken 17a zur Grobpositionierung angeordnet sind, wird unabhängig von der Fahrtrich tung des Regalbediengeräts 14 in jedem Fall die Referenz-Marke 17a zur Grob positionierung am Zielobjekt gelesen, bevor der Sendelichtstrahl 8 auf die Refe renz-Marke 17b zur Feinpositionierung trifft. Dadurch ist eine sichere Zuordnung der Referenz-Marke 17b zur Feinpositionierung zur betreffenden Nummer des Regalfaches 16 gewährleistet.Since on both sides of the reference mark 17 b for fine positioning, reference marks 17 a are arranged for rough positioning, regardless of the direction of travel of the storage and retrieval device 14, the reference mark 17 a for rough positioning on the target object is read before the transmitted light beam 8 is on hits the reference mark 17 b for fine positioning. This ensures a secure assignment of the reference mark 17 b for fine positioning to the relevant number of the shelf compartment 16 .
Nachdem durch die Fahrbewegung des Regalbediengerätes 14 der Sendelicht strahl 8 die Referenz-Marke 17a zur Grobpositionierung passiert hat und die ent sprechende Regalfachnummer in der Rechnereinheit registriert wurde, trifft der Sendelichtstrahl 8 auf die Referenz-Marke 17b zur Feinpositionierung.After the moving mark of the storage and retrieval unit 14 of the transmitted light beam 8 has passed the reference mark 17 a for rough positioning and the corresponding shelf compartment number has been registered in the computer unit, the transmitted light beam 8 hits the reference mark 17 b for fine positioning.
Bei vorgegebener Fahrgeschwindigkeit verweilt der Sendelichtstrahl 8 für vor gegebene Zeitintervalle auf den einzelnen Segmenten. Diese Werte sind zweck mäßigerweise in Form eines Kennfelds als Sollwerte in der Rechnereinheit abgespeichert.At a given driving speed, the transmission light beam 8 rests on the individual segments for a given time interval. These values are expediently stored in the form of a map as setpoints in the computer unit.
Da sich die Segmente in eindeutiger Weise voneinander unterscheiden, ist eine räumliche Zuordnung des Sendelichtstrahls 8 relativ zur Referenz-Marke 17b durch die Auswertung der Empfangssignale möglich.Since the segments differ clearly from one another, a spatial assignment of the transmitted light beam 8 relative to the reference mark 17 b is possible by evaluating the received signals.
Je weiter der Sendelichtstrahl 8 zum Zentrum der Referenz-Marke 17b vordringt, desto stärker wird die Geschwindigkeit des Regalbediengerätes 14 reduziert. Wird schließlich das Muster des zentralen Segments der Referenz-Marke 17b registriert, wird das Regalbediengerät 14 angehalten, da es seine Zielposition erreicht hat.The further the transmitted light beam 8 penetrates to the center of the reference mark 17 b, the more the speed of the storage and retrieval unit 14 is reduced. If the pattern of the central segment of the reference mark 17 b is finally registered, the storage and retrieval unit 14 is stopped because it has reached its target position.
Durch Vorgabe der Breite des zentralen Segments der Referenz-Marke 17b kann die Genauigkeit der Positionierung auf einfache Weise vorgegeben werden.By specifying the width of the central segment of the reference mark 17 b, the accuracy of the positioning can be predefined in a simple manner.
Zusätzlich zur Positionierung in Fahrtrichtung des Regalbediengeräts 14 kann die Vorrichtung 1 zusammen mit den Greifarmen des Regalbediengeräts 14 senk recht zur Fahrtrichtung positioniert werden. Hierzu ist die Vorrichtung 1 höhen verstellbar am Regalbediengerät 14 angeordnet.In addition to the positioning in the direction of travel of the storage and retrieval unit 14 , the device 1 can be positioned perpendicular to the direction of travel together with the gripping arms of the storage and retrieval unit 14 . For this purpose, the device 1 is arranged in a height-adjustable manner on the storage and retrieval unit 14 .
Zur Bestimmung der Sollhöhe der Vorrichtung 1 ist, wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, an einer Halterung 18 ein Rahmen 19 befestigt. Der Rahmen 19 weist in der Mitte eine Öffnung 20 auf, durch die der Sendelichtstrahl 8 hin durch tritt. Die Öffnung 20 ist in Abtastrichtung des Sendelichtstrahls 8 so groß gewählt, daß der durch die Öffnung 20 tretende Sendelichtstrahl 8 die an der Re galwand 15 angeordneten Referenz-Marken 17a, b vollständig erfaßt. To determine the desired height of the device 1 , a frame 19 is fastened to a holder 18 , as can be seen from FIGS. 2 and 4. The frame 19 has an opening 20 in the middle through which the transmitted light beam 8 passes. The opening 20 is chosen so large in the scanning direction of the transmitted light beam 8 that the transmitted light beam 8 passing through the opening 20 completely detects the reference marks 17 a, b arranged on the wall 15 Re.
Auf den Rahmen 19 sind zwei Testmarken 21, 22 aufgebracht. Die Testmarken 21, 22 sind in einer Ebene senkrecht zur Abtastebene, in der der Sendelichtstahl 8 verläuft angeordnet. Die Strichelemente der Testmarken 21, 22 verlaufen senk recht zur Abtastrichtung des Sendelichtstrahls 8 in horizontaler Richtung. Vor zugsweise befinden sich die Testmarken 21, 22 in einem Abstand von ca. 50-100 cm zur Vorrichtung 1.Two test marks 21 , 22 are applied to the frame 19 . The test marks 21 , 22 are arranged in a plane perpendicular to the scanning plane in which the transmitted light steel 8 runs. The line elements of the test marks 21 , 22 run perpendicular to the scanning direction of the transmitted light beam 8 in the horizontal direction. The test marks 21 , 22 are preferably located at a distance of approximately 50-100 cm from the device 1 .
Das Funktionsprinzip der Positionierung ist insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich. Der Sendelichtstrahl 8 wird bei einer Abtastung zuerst über die Testmarke 21 geführt und tritt dann durch die Öffnung 20. Dabei erfaßt er die am Regalfach 15 angeordnete Referenz-Marke 17b. Schließlich trifft der Sendelichtstrahl 8 auf die Testmarke 22.The functional principle of the positioning can be seen in particular from FIG. 4. The transmitted light beam 8 is first scanned over the test mark 21 and then passes through the opening 20 . He detects the reference mark 17 b arranged on the shelf 15 . Finally, the transmitted light beam 8 strikes the test mark 22 .
Vorteilhafterweise sind die Breiten der Strichelemente der Testmarken 21, 22 in der Auswerteeinheit 5 abgespeichert. Somit kann durch Erfassen der Zeitpunkte der Detektion der Testmarken 21, 22 der momentane Absolutort des Sende lichtstrahls 8 bestimmt werden.The widths of the line elements of the test marks 21 , 22 are advantageously stored in the evaluation unit 5 . Thus, the current absolute location of the transmitted light beam 8 can be determined by detecting the times of detection of the test marks 21 , 22 .
Nach einer Abtastung werden die Abstände d₁, d₂ der Referenz-Marke 17b zu den Testmarken 21, 22 bestimmt. Die Testmarken 21, 22 sind bezüglich des Sendelichtstrahls 8 so angeordnet, daß die Vorrichtung 1 relativ zur Referenz-Marke 17b dann richtig postitioniert ist, wenn die Abstände d₁ und d₂ gleich groß sind.After a scan, the distances d 1, d 2 of the reference mark 17 b to the test marks 21 , 22 are determined. The test marks 21 , 22 are arranged with respect to the transmitted light beam 8 so that the device 1 is correctly positioned relative to the reference mark 17 b when the distances d 1 and d 2 are equal.
Sind die Abstände d₁ und d₂ unterschiedlich, so wird die Differenz der Abstände an die zentrale Rechnereinheit weitergegeben. Über die zentrale Rechnereinheit wird ein Motor zur Höhenverstellung der Greifarme, die mit der Vorrichtung 1 verbunden sind, angesteuert, bis die Abstände d₁ und d₂ denselben Wert annehmen.If the distances d 1 and d 2 are different, the difference between the distances is passed on to the central computer unit. A motor for adjusting the height of the gripping arms, which are connected to the device 1 , is controlled via the central computer unit until the distances d 1 and d 2 assume the same value.
Die Richtung der Höhenverstellung ergibt sich aus dem Vorzeichen der Diffe renz d₁-d₂. Hierzu müssen in der Vorrichtung 1 die Abstandswerte d₁ und d₂ unterschieden werden können. Dies kann zum einen durch die Abtastrichtung des Sendelichtstrahls 8 ermittelt werden. Wenn die Testmarke 21 vom Sende lichtstrahl 8 zuerst abgetastet wird, wird der Abstand d₁ vor dem Abstand d₂ er mittelt, so daß hierdurch eine Unterscheidung von d₁ und d₂ ermöglicht wird.The direction of the height adjustment results from the sign of the diffe rence d₁-d₂. For this purpose, the distance values d 1 and d 2 must be able to be distinguished in the device 1 . On the one hand, this can be determined by the scanning direction of the transmitted light beam 8 . If the test mark 21 is first scanned by the transmitted light beam 8 , the distance d 1 is averaged before the distance d 2, so that a distinction between d 1 and d 2 is thereby made possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Testmarken 21, 22 unterschiedliche Strichmuster auf, so daß durch die Detektion der unterschied lichen Testmarken 21, 22 eine Unterscheidung von d₁ und d₂ ermöglicht wird.In a further advantageous embodiment, the test marks 21 , 22 have different line patterns, so that a distinction between d 1 and d 2 is made possible by the detection of the different test marks 21 , 22 .
Die vertikale Positionierung kann immer dann erfolgen, wenn eine der Referenz-Marken 17a, 17b durch die Öffnung 20 des Rahmens 19 hindurch erfaßt wird. Die vertikale Postitionierung kann demzufolge während der Grob- und der Feinpositionierung in horizontaler Richtung erfolgen.The vertical positioning can always take place when one of the reference marks 17 a, 17 b is detected through the opening 20 of the frame 19 . The vertical positioning can therefore take place in the horizontal direction during the rough and fine positioning.
Claims (7)
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